耐久性
第一节 混凝土的强度
一、本节主要内容
混凝土的强度类型、混凝土强度影响因素及改善措施。
二、本节重点内容
混凝土的强度影响因素
三、本节难点内容
混凝土强度及影响因素
四、讲授内容：
1.混凝土耐久性的重要性 1.1混凝土耐久性的定义
混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素作用下，在设计要求的目标使用期内，不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。
混凝土在实际使用条件下抵抗各种破坏因素作用，长期保持强度和外观完整性的能力。1.2 混凝土耐久性重要性
保证混凝土构筑物运行的安全性 延长混凝土构筑物的服役寿命 节约混凝土构筑物维护成本 节约自然资源，减少消耗 改善人类居住的环境条件 1.3混凝土性能劣化的模式 组成改变
体积膨胀、裂缝 表面开裂 表面剥落 溶蚀 磨损 结构酥松 承载力下降 弹性模量降低 质量损失 体积增长 2.混凝土的强度
2.1混凝土结构特征和受力破坏过程
2.2 混凝土的强度类型
混凝土的强度是指混凝土试件达到破坏极限的应力最大值。
抗压强度 抗拉强度 抗弯强度 抗剪强度（1）抗压强度
砼强度等级按立方体抗压强度标准值划分
立方体抗压强度
fcu
强度等级
根据立方体抗压强度标准值，普通砼划分为12个强度等级：C7.5、C10、C15、C20、C25、C30、C35、C40、C45、C50、C55、C60 C30：立方体抗压强度标准值为30MPa的砼
注：C60及以上称为高强混凝土 轴心抗压强度 fcp
150mm×150mm×300mm棱柱体 试验表明：在立方抗压强度 fcu=10～55 Mpa 的范围内，轴心抗压强度 fcp 与 fcu 之比约为0.70～0.80。 轴心抗压强度意义
混凝土的立方体抗压强度只是评定强度等级的一个标志，它不能直接用来作为结构设计的依据。
为了符合工程实际，在结构设计中混凝土受压构件的计算采用混凝土的轴心抗压强度。 在进行弹性模量、徐变等项试验时需先进行轴心抗压强度试验以定出试验所必须的参数。
2.3影响混凝土强度的因素 水泥强度 水胶比 骨料
混凝土工艺 测试条件
外加剂、掺和料（1）水泥强度
在配合比相同条件下，所用水泥强度愈高，水泥石的强度以及它与集料间的粘结强度也愈大，进而制成的混凝土强度也愈高。（2）水胶比
水灰比定则：当用同一种水泥（品种及强度相同）时，砼强度主要决定于水灰比W/C。水泥水化时所需的结合水，一般只占水泥质量的23％左右，但砼拌合物加水量约为水泥质量的40％～70％。（3）骨料
碎石表面粗糙，水泥石与其表面粘结强度较大；卵石表面光滑，粘结力小：在水泥强度和水灰比相同条件下，碎石砼强度往往高于卵石砼强度。
粗骨料级配良好，用量及砂率适当，能组成密集的骨架：不仅使水泥浆数量相对减小，而且骨料的骨架作用充分，砼强度有所提高。（4）混凝土工艺
施工工艺：搅拌机类型、搅拌时间、振动方式 养护制度：温度、湿度 养护龄期
养护温度较低，早期强度较低；反之，温度较高，早期强度较高，但对后期强度有不利影响。潮湿的环境有利于水泥水化，促进强度增长，故混凝土需潮湿环境养护。蒸汽养护——
将混凝土放在温度低于100℃的常压蒸汽中进行养护。一般混凝土经过16～20h蒸汽养护，强度可达正常条件下养护28d强度的70％～80％。
蒸汽养护最适于掺活性混合材料的矿渣水泥、火山灰水泥及粉煤灰水泥制备的混凝土。（5）测试条件
试验条件不同，会影响混砼强度的试验值。
实践证明，即使砼原材料、配合比、工艺条件完全相同，但因试验条件不同，所得的强度试验结果差异很大。
2.4 提高混凝土强度的措施 1.采用强度等级高的水泥； 2.采用低水灰比；
3.采用有害杂质少、级配良好、颗粒适当的骨料和合理的砂率； 4.采用合理的机械搅拌、振捣工艺；
1 沥青耐久性与沥青路面耐久性概述
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂物质，常用于铺筑路面的面层，它直接受荷载作用和大气因素的影响。沥青耐久性指路面在长期使用过程中，保持良好的流变性能、凝聚力和粘附性的能力。为了能使路面给车辆提供耐久的服务，必须要求沥青路面具有以下的耐久性:水稳定性、抗疲劳性能和抗老化性能。沥青路面的水稳定性破坏是指沥青路面在有水的情况下，经受交通荷载和温度膨胀的反复作用，一方面水分逐渐浸入到沥青和集料的界面上，另一方面由于水动力的作用，沥青膜渐渐地从集料表面剥落下来，并导致集料之间的粘结力丧失，集料与集料脱离，从而使路面出现松散、剥离、坑洞等病害，严重危害道路的使用性能和行车安全及舒适性。因此对沥青路面来说，沥青必须与集料表面牢牢的粘结，沥青膜不能渐渐的产生剥离，水稳定性是非常重要的性质。沥青路面的水稳定性主要依靠沥青与集料之间的粘附程度，当水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性时，就会发生路面的水损害。
沥青路面的抗疲劳性是指在一定的气候条件下，沥青路面由于经受车轮荷载的反复作用而长期处于应力应变交迭变化状态，路面结构强度逐渐下降，最终导致路面破坏。沥青混合料(在沥青混合料中沥青作为一种胶结材料存在，主要起到连接集料，填充集料空隙的作用)的疲劳是指材料在荷载的重复作用下产生不可恢复的强度衰减积累所引起的一种现象。显然荷载的重复作用次数越多，强度的损伤就越剧烈，它所能承受的应力或应变值就越小。荷载越大，疲劳损伤越大，特别是荷载大于极限荷载的0.5倍时，路面的疲劳寿命会大幅度的下降。影响沥青路面的抗疲劳性因素有:荷载条件、材料性质和环境变量。
沥青路面的抗老化性能主要受到沥青耐久性的影响。
2 沥青性能试验
沥青路面的水稳定性作用机理的主要依据是粘附理论。粘附指一种物体与另一种物体粘附时的物理作用或分子力作用。用于评价沥青路面水稳定性的方法试验有:煮沸试验、浸水马歇尔试验和冻融台试验等。
如表1所示为不同稠度的沥青与花岗岩碎石粘附力的试验结果。
由表1可得出同种沥青针入度越大,与矿料的粘附力越大。
表2中列出了多种沥青混合料在老化试验后的各项指标。
由表2不难看出在沥青老化试验后，沥青的各项指标均有不同程度的下降，其中可间接评价沥青粘附性的针入度下降明显。如克拉(AH-70)针入度经PAV老化后由71下降到11.1。显然可得在沥青路面水稳定方面，随着沥青的老化，沥青路面的水稳定性能随之成一定关系下降。
影响沥青路面的抗疲劳性能因素有:荷载条件、材料性质和环境变量。
在对于该性能上我们从材料、环境上进行研究。在材料方面，经试验证明沥青混合料的劲度是影响疲劳寿命的重要参数，并且疲劳寿命随着劲度模量的增大而减小。
表3中列出了国产沥青混合料老化后的间接拉伸试验。
实验结果表明:不同沥青混合料经历老化之后，它们的间接抗裂强度、破坏拉应变、破坏劲度模量都有明显的变换，对于破坏劲度模量这个衡量疲劳寿命的指标，可以看出沥青疲劳寿命随着沥青的老化而降低。
3 结语
经过试验数据的支持可以看到，沥青的耐久性和沥青混合料的耐久性息息相关。在沥青路面的使用过程中，随着沥青的老化，沥青路面的使用指标也随之下降，因此在提高沥青路面耐久性的过程中，主要是提高沥青耐久性。只有使用高耐久性的沥青，才能得到高耐久性的沥青路面。
参考文献
[1]苏蓉.提高沥青混凝土路面耐久性的相关因素[J].山西交通科技,2003(10):61-63.
[2]邓学钧.路基路面工程[M].北京:人民交通出版社,2005.
[3]李立寒,张南鹭.道路建筑材料[M].北京:人民交通出版社,2008.
[4]张争奇,梁晓莉,李平.沥青老化性能评价方法[J].交通运输工程学报,2005(12):30-31.
一、土建结构工程的耐久性现状
长期以来，人们一直以为混凝土应是非常耐久的材料。直到70年代末期，发达国家才逐渐发现原先建成的基础设施工程在一些环境下出现过早损坏。
耐久性问题的严重性和迫切性在于我们许多正在建设的工程仍未吸取国际和国内的大量惨痛教训，还沿着老路重蹈覆辙。一些北方城市新建成的立交桥和高速公路桥，仍没有在材料性能和结构构造等方面采取必要的防治冻融和盐害的综合措施。甚至大型工程如2000年投入运行的珠海莲花跨海大桥，其主体结构在浪溅区仍采用不耐海水干湿交替侵蚀的C30混凝土与3～4cm厚的保护层厚度。
使混凝土结构的耐久性问题进一步加剧的原因有：
1、由于混凝土的质量检验习惯上以单一的强度指标作为衡量标准，导致水泥工业对水泥强度的不适当追求，使水泥细度增加，早强的矿物成份比例提高，这些都不利于混凝土的耐久性。我国对水泥质量的检验在强度上只要求不低于规定的最低许可值，而国外则同时还要求不高于规定的最高值，如果强度超过了也被认为不合格，这种要求还有利于水泥产品质量的均匀性。
2、工程施工单位不适当地加快施工进度，尤其是政府行政领导对工程进度的不适当干预。混凝土的耐久性质量尤其需要有足够的施工养护期加以保证，早产有损生命健康的概念同样适用于混凝土。国内媒体上大加宣传的所谓几个月就修成一条大路、建成一座大桥、或盖成一幢高楼的工程以及抢工献礼工程，很可能就是今后注定要花掉更多资金进行大修的短命工程。提前完成合同规定施工期的在国外要被罚款，因为意味着工程质量有遭到损害的可能。
3、环境的不断恶化，如废气、酸雨，我国的酸雨面积已超过国土的30%。
当前迫切需要进行的工作是尽快编制桥梁、隧道、港工等基础设施工程耐久性设计的技术条例，修订补充现行规范中对结构耐久性的要求。首先需要明确的是各种基础设施工程的设计工作寿命，在重要工程的设计文件中必须有使用寿命的要求和论证。当前在建的众多工程在耐久性上之所以仍然沿着重蹈覆辙的道路走，很重要的一个原因是工程设计施工技术人员在耐久性上没有可资遵循的新依据。更为严重的是现行规范中的有些条文，本身就对耐久性有害。为了提高混凝土耐久性，在混凝土中合理使用粉煤灰、矿渣等矿物掺合料是重要的技术手段，国外有的规范甚至规定在桥梁等混凝土结构中必须加入粉煤灰等掺合料，而我国的铁路混凝土桥隧施工规范仍在明文禁止使用。此外，工程技术界还存在长期形成的一些过时的看法，对改善混凝土的耐久性能造成阻力。例如，顾虑会影响混凝土强度而不愿使用引气剂，而引气本应作为改善混凝土耐久性和工作性的常规手段；又如，希望加大水泥用量来保证混凝土强度，而尽可能低的水泥用量本应是提高混凝土抗裂和耐久性能的重要途径。
重视混凝土结构的耐久性也是可持续发展的需要。生产混凝土所需的水泥、砂、石等原材料均需大量消耗国土资源并破坏植被与河床，水泥生产排放的二氧化碳已占人类活动排放总量的1/5～1/6，而我国排放的二氧化碳量已居世界第二。我国现在每年生产5亿多吨水泥，与之相伴的是年耗20多亿方的砂石，长此以往实难以为继。延长结构使用寿命意味着节约材料，而耐久的混凝土一般又应是水泥用量较低和矿物掺合料(工业废料)用量较高的混凝土，所以耐久的混凝土正适应环境保护的需要。国际上对桥梁、隧道等土木工程的设计工作寿命多为100年，有的如英国为120年。考虑到耐久性不足所造成的巨大经济损失和资源浪费，国际上近年来有要求将这些工程的最低工作寿命进一步延长的趋势，如提出城市环境中的桥梁至少应有150年。
二、土建结构工程使用阶段的正常检测与维护
结构耐久性和使用寿命的概念，与使用阶段的检测、维护和修理不能分割，对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程来说尤其如此。为了保证结构安全性和耐久性，一些工程在建成后的使用过程中，应该进行定期检测和维护。我国有结构工程的设计规范与施工规范，但没有如何使用的规范。有些工程倒塌事故，例如最近四川宜宾的南门大桥发生桥面坍落事故，就是因为桥面结构与主拱之间的吊杆在连接处发生锈蚀，如果有定期的检测要求，这样的事故很有可能避免。有些国家对于结构的损坏可能导致公众安全的建筑物与桥、隧等公共工程，强制规定必须定期检测；即使是建筑物的玻璃幕墙和外墙面砖等建筑部件，因其坠落后容易伤及公众，也有强制定期检测的要求。我国由于施工管理水平和事故操作人员的素质相对较差，质量控制与质量保证制度不够健全，规范对结构安全与耐久性的设置水准又相对较低，已建的工程中往往存在较多隐患，所以更有必要从法制上确定土建工程的正常使用和定期检测的要求。对于土建结构工程的安全质量，虽然政府已作出了设计与施工的责任单位和个人需对其“终身负责”的规定，但是这种要求执行起来缺乏可操作性。要将结构安全质量事故减少到最低程度，还应以预防为主，通过例行检测及时发现问题。
现在国内有大量土建工程因步入老化期需要诊治，也有大量已建的违章工程需要评估，更有许多工程发生病害需要诊断和加固，各地已涌现了不少从事土建工程诊断、治理与加固的队伍，并有蓬勃发展成为一种新兴行业的趋势。出现问题和病害以后再来治理固然重要，但是我们应该更加强调预防。对于在役土建工程的检测和评估，要建立相应的法规和标准，要有从业人员的注册和从业机构的资质认证制度，在管理体制上予以规范。
从国家对公共工程建设的投资和对工程设计的要求来看，需要有工程整个使用期限即全寿命费用支出的论证。只注意工程项目建设的一次投资支出，很少考虑工程建成后需要正常维护与修理的长期费用，不但可能损害工程使用寿命和正常使用功能，而且经济上算总账会很不合算。在发达国家，由于新建工程少，用于维修的费用往往更为主要，英国1978年的土建维修费上升到1965年的3.7倍，1980年的维修费占当年土建费用总支出的2/3。我国虽是发展中国家，现在正大兴土木，可是过去建成的大量工程已经或过早老化。国内40％公路桥梁的桥龄已大于25年，加上进入90年代以后交通量猛增，超载严重，以往的设计标准又低，路、桥的维修问题十分突出。由于养护维修费用得不到保证，造成工程安全隐患并在以后需要支出更多的大修费用。在土建工程的投资上，希望有关部门能加大已建工程维修的费用。
指出混凝土桥梁结构在服役后由于结构耐久性损伤,需要在结构整个寿命期内对其进行耐久性分析,重点研究了混凝土桥梁在整个寿命期内,考虑时间因素,由于耐久性损伤而导致的截面退化规律,为整个桥梁结构耐久性分析提供了分析条件和基础.
作 者：李福鼎 彭飞 曹茜 LI Fu-ding PENG Fei CAO Qian 作者单位：李福鼎,LI Fu-ding(同济大学桥梁工程系,上海,92)彭飞,PENG Fei(同济大学地下建筑工程系,上海,200092)
浅谈跨海大桥耐久性和腐蚀病害及对策
通过研究海洋环境对桥梁结构的破坏和耐久性的影响,结合工程实例,发现并分析病害原因,提出了应用于多个工程实践的一套耐久性处理措施,以保障跨海大桥安全.
作 者：修嘉慧 XIU Jia-hui 作者单位：厦门合诚工程检测有限公司,福建厦门,361021 刊 名：山西建筑 英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE 年，卷(期)： 36(10) 分类号：U445.7 关键词：跨海大桥 耐久性 腐蚀病害 处理措施摘要：随着我国经济的迅速发展，工程建设项目不仅有了数量上的增加，规模也发生了较大的提升。在现代化的工程发展中，人们对于工程的质量重视越来越明显，所以强化工程质量的建设意义重大。水工混凝土是目前工程建设中进行的一项重要措施，目的是为了提升工程的整体质量，但是在实际分析过程中发现，部分强度等级较低的水工混凝土，其耐久性存在着一定的题，而这些问题的存在则会影响工程价值的持续性发挥，所以积极的探讨与之相关的解决措施意义重大。文章就低强度等级的水工混凝土耐久性提升对策进行分析，旨在强化水工混凝土的质量提升，从而实现安全使用的标准。
关键词：跨海大桥,严寒地区海洋环境桥梁,桥梁耐久性设计
1 普湾大桥桥梁概况
普湾大桥位于大连市普湾新区松木岛东南部海域, 是渤海大道一期工程中一座跨海特大桥, 桥孔布置为7×40+ (70+5×120+70) +14×40+3×35+14×40m, 主桥70+5×120+70=740m采用预应力混凝土悬浇变高度连续箱梁, 其余40或35m跨度为预制T梁。本桥全部主桥和大部分引桥桥墩处于处于海洋环境中, 另外本桥还处于北方严寒地区, 桥梁的耐久性设计是本桥设计的一个重点。由于部分设计者对海洋环境混凝土桥梁耐久性设计重视不够, 国内同类型跨海桥梁在耐久性方面出现过很多问题。参照国内外桥梁耐久性设计的经验, 本桥在耐久性设计方面采取了很多措施, 供设计者参考。
2 普湾大桥结构耐久性设计
2.1 桥梁设计使用寿命及耐久性总体设计思路
本桥混凝土结构耐久性目标为在100年的设计基准期内钢筋不发生锈蚀, 即均值设计使用寿命为100年。
本工程混凝土结构耐久性的总体设计思路为:
(1) 基本措施:采用海工耐久性混凝土, 主要以氯离子扩散系数为控制参数, 在原材料选择方面, 主要考虑使混凝土具备高抗氯离子扩散能力、高抗裂性能及高工作性能。
(2) 附加措施:通过表面防腐涂装、硅烷浸渍等附加防腐措施增强结构防腐性能。
2.2 混凝土结构腐蚀环境分区
根据《海港工程混凝土结构防腐蚀技术规范》JTJ 275, 本桥的环境分区如表1。
按照《公路工程混凝土结构防腐蚀技术规范》, 平均水位以上15m区域属于重度盐雾区。
2.3 结构设计
(1) 裂缝设计计算控制
钢筋混凝土构件在正常使用状态下的容许裂缝环境作用等级C、D级时0.2mm, E级按0.15mm控制;环境作用等级C、D级的预应力构件可按部分预应力A类构件设计, E级按全预应力混凝土构件设计, 在正常使用状态下不出现拉应力。
(2) 预应力设计
为增强预应力管道压浆的密实性, 提高预应力体系的耐久性, 箱梁预应力设计时采用耐腐蚀、密封性能好的塑料波纹管配合辅助真空压浆工艺, 同时对预应力锚头采用严格的防水和阻锈措施。
2.4 防腐抗冻高性能混凝土的原材料及配比要求
本项目水中墩承台、墩身、桩基系梁采用高流态耐海水侵蚀的抗冻高性能混凝土, 混凝土用水泥采用C3A含量低的硅酸盐水泥, 采用聚羧酸系高效减水剂实现低水胶比和高流态, 采用优质引气剂保证混凝土含气量在4%~6%范围内, 提高混凝土抗冻耐久性能。并添加适量矿物掺和料, 可大大提高硬化混凝土的抗渗性能 (密实性) 。
2.4.1 防腐抗冻耐久混凝土的原材料指标
高性能混凝土, 根据具体部位及强度等级的不同, 各项指标并不完全相同, 除满足《水运工程混凝土质量控制标准》的要求外, 同时原材料、配合比须满足下列要求:
(1) 水泥要求:应采用品质稳定、标准稠度低、强度等级不低于42.5的硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥, 水泥比表面积≤350m2/kg, 80μm方孔筛筛余≤10%, 其中的游离氧化钙含量≤1.5%, 碱含量≤0.6%, C3A含量≤10%, 氯离子含量低于0.03%。
(2) 矿物掺和料:可根据需要在混凝土中掺加粉煤灰、磨细高炉矿渣、硅灰等掺和料, 其指标应满足表2、表3、表4要求。
(3) 集料:不得采用可能发生碱‐集料反应 (AAR) 的活性集料;水溶性氯化物折合氯离子含量不得超过集料重的0.02%。
细集料应选用级配良好、质地均匀坚固、吸水率低、空隙小、细度模数2.6~3.2的洁净中粗河砂, 细集料含泥量不大于2.0%, 泥块含量不大于0.5%, 云母含量不大于0.5%, 轻质物含量不大于0.5%, 硫化物或硫酸盐含量不大于0.5%。
粗集料应选用质地均匀坚硬、粒形良好、级配合理、线胀系数小的洁净碎石或卵石, 含泥量不大于1.0% (C50以上混凝土不大于0.5%) , 泥块含量不大于0.25%, 压碎指标不大于20%, 针片状颗粒含量不大于7%, 硫化物或硫酸盐含量不大于0.5%, 最大粒径不超过25mm。
(4) 化学外加剂:减水剂 (或泵送剂) 的减水至少达到20%;外加剂中氯离子含量不得大于混凝土中胶凝材料总重的0.02%。
(5) 拌和用水及养护用水:不得采用海水、污水和PH值小于5的酸性水, 水中的氯离子含量不应大于200mg/L, 硫酸盐含量按SO4-计不大于500mg/L。
2.4.2 混凝土强度等级选择、配合比设计运用及性能汇总
本项目采用的各结构部位混凝土强度等级见表5。
施工前应按照耐久性设计规范, 对混凝土进行配合比设计, 并对混凝土各项性能、指标 (抗压强度、氯离子扩散系数、电通量、坍落度、扩散度、抗裂性能、初凝时间、终凝时间) 进行试验、汇总, 各项性能、指标均按照相关规范严格控制, 同时根据结论对混凝土配合比进行修改以确定最佳配合比, 使各项性能、指标均能达到规范要求。
2.5 附加耐久性措施
2.5.1 混凝土涂层
本项目混凝土防腐涂层按照现行行业标准《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》JT/T 695—2007设计。本项目在主桥主梁、主桥墩身、引桥T梁部分墩身及盖梁、T梁部分、引桥梁体部分均采用防腐涂层。
(1) 基本规定
混凝土结构防腐涂层体系采用长效型, 设计使用年限为20年。
防腐根据环境分区划分为大气区和浸水区, 对本桥, 4.49m以下的墩身为浸水区, 腐蚀类型为Im2;其余部分为大气区, 腐蚀类型为Ⅲ-2。
当采用防腐涂层保护时, 混凝土结构应满足下列要求:混凝土的龄期不应少于28d, 并应通过验收合格;混凝土表面存在的因设计要求和施工需要设置的各种预埋件, 按有关规定在涂装前28d处理完毕;混凝土表面存在的裂缝、缺陷等, 在涂装施工前28d完成修补工作。涂层体系的性能指标见表6。
上述性能指标的检测试验方法按现行行业标准《混凝土桥梁结构表面涂层防腐技术条件》JT/T 695第5.2.3.2条执行。
混凝土防腐涂层, 防腐蚀涂料除了应具有较强的防腐蚀性能和耐候性外, 还应具有优异的装饰性能, 保光、保色性能好, 涂层承受构件变形的能力强。
(2) 防腐涂层体系
混凝土涂层体系应由底层、中间层和面层配套涂料涂膜组成。本桥采用的涂层系统配套见表7。
2.5.2 混凝土结构硅烷表面浸渍
本项目在主桥桥墩、承台、引桥桩基系梁、引桥水中桥墩、混凝土防撞墙外露面采用硅烷表面浸渍。
2.6 本桥混凝土结构耐久性措施
关键词钢筋混凝土桥梁；控制措施；控制方法
中图分类号TU文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)012-0127-01
钢筋混凝土桥梁是目前我国桥梁工程中建造最多的桥梁之一，其在实际使用过程中，由于长期承受着静载、动载和变形荷载（温度、收缩、不均匀沉陷）等作用，不可避免地会产生混凝土开裂、破损等，这将影响到桥梁结构物的正常使用，严重的甚至引起交通事故及缩短耐久性。
1混凝土配合比设计方案
对混凝土種类、标号、坍落度，以及各项原材料规格等，按照规范要求进行审报，并由监理试验室进行验证试验，以获得合理的砼配合比设计方案。因此，至少要在浇混凝土5周前报送混凝土配合比设计方案，经审定后，监理工程师以书面行式批复给承包商，承包商据此施工。在施工过程中如遇某种情况需要变更配合比，承包商仍应按上述程序报送监理工程lJ币，经批准后再改动，非经监理工程师书面批准，配合比不得变更。报送的配合比应有各种集料的混合比例及混合后的级配曲线、集料与水泥的重量比、水与水泥的重量比、外掺剂用量比例、原材料来源及各项指标，此外还应有混凝土浇筑与养护的方法，混凝土和易性及坍落度等。
2影响桥梁混凝土结构耐久性的因素
1）桥梁设计的标准低。我国在上世纪80年代以前建设的桥梁的设计荷载标准较低，然而，随着经济建设的发展和交通量的日益增多、繁重，以前设计标准较低的公路桥梁却仍在使用，它们早已不能满足现阶段的交通需要，其本身的安全性和耐久性问题随时都可能发生，因此，存在较大的安全隐患。
2）桥梁设计理念不合理。在设计过程中，设计者仅考虑桥梁的结构强度、计算结果满足规范要求，却忽视从结构体系、结构构造、结构材料、结构维护、结构耐久性以及使用全过程中经常 现的人为因素等方面综合计算桥梁混凝土结构的耐久性。另外，保护层厚度过小、钢筋直径过细、构件截面过薄等等原因，都会严重影响桥梁的耐久性。
3）材料因素：①混凝土中的高碱性溶液可以使钢筋表而形成一层惰性的水化氧化铁薄膜，可以阻止钢筋的锈蚀。但氧化铁薄膜被破坏后，钢筋会生成铁锈，铁锈的体积比铁大的多，易引起混凝土的开裂，使钢筋和混凝土的有效工作面积减小，此外，锈蚀钢筋的强度和塑性性能下降，这些都会导致钢筋混凝土构件结构性能下降。对于预应力钢筋混凝土结构来说，钢筋锈蚀会对结构性能产生更加严重的影响。②混凝土的碳化是指空气中二氧化碳与水泥石中的碱性物质相互作用，使其成分、组织和性能发生变化，从而引起使用机能下降的一种很复杂的物理化学过程。当混凝土完全碳化后，就会出现pH 3提高桥梁混凝土结构耐久性的措施 1）耐久性方案设计。充分考虑各种可变因素对钢筋混凝土结构使用寿命的影响，如环境温度、混凝土内应力、裂缝等，以建立使用寿命预测系统，为耐久性方案的设计提供指导和依据，制定有针对性的耐久性解决方案。提高混凝土保护层厚度。这是提高钢筋混凝土使用寿命的最直接、简单而且经济有效的方法。但是保护层厚度并不能不受限制的任意增加，当保护层厚度过厚时，由于混凝土材料本身的脆性和收缩性会导致混凝土保护层出现裂缝，反而削弱其对钢筋的保护作用。限制裂缝宽度。研究表明，相同条件下带裂缝工作的钢筋混凝土构件，其主筋锈蚀的速度为不带裂缝工作构件的3倍，箍筋锈蚀的速度可达主筋的5倍，因此，应对裂缝进行严格限制。慎重设计桥面防渗构造。桥面渗水的排除和防渗漏是提高桥梁耐久性的有效措施。从20世纪60年代起开始使用防水混凝土构造，但其实际防水效果尚未得到证实。 2）采用新材料、新技术、新工艺。高性能混凝土的强度和耐久性都优于一般概念的混凝土，高性能混凝土中加入了比水泥颗粒小约100倍的胶凝材料（如硅粉、优质粉煤灰等），并采用高效减水剂降低水灰比，采用高强度的骨料。其结果减小了骨料与胶凝材料间的孔隙率，改善了混凝土的渗透性，从而大大提高了混凝土的耐久性。混凝土中掺入的耐久性改善剂，可填充于混凝土孔隙中，提高混凝土的密实度与抗渗性，并能进一步降低混凝土的干缩，提高混凝土的抗冻性及耐酸性。在混凝土中掺加引气剂，对于提高混凝土的密实性、施工性、抗冻性等有很大的作用，特别是可成倍地提高海洋环境中混凝土的抗冻融循环能力。而我国运用引气剂较少，应大力发展，尤其在北方盐冻地区使用更具有应用价值。 3）重视养护管理。充分重视桥梁的超载问题。目前，在我国公路运输中普遍存在桥梁通行的车流量超过原设计量和车辆严重违规超载的问题。对已建工程应定期检查与评定，对于同一个工程结构物应形成连续的资料，对于重要的构造物甚至可以安装全过程监测系统。只有积累大量的资料，才能为科研部门的研究工作和管理部门的决策提供宝贵的资料和依据。做好日常的养护工作，较早地发现缺陷、损坏等异常情况，提出养护措施，从而延长桥梁的使用寿命；另外，还要掌握交通状况，严格管理超载车、特种车过桥，并采取相应的防护、加固措施，减小桥梁损坏。对可能发生台风、暴雨、暴雪、地震、火灾、流冰、洪水危害的桥梁，应做好各种防范措施及应急处理措施。对需要进行限载、限速或停止交通的桥梁，应及时进行交通管制。对桥梁各部分经常保养，对检查发现的缺陷、损坏处进行及时的维修，对检验不能维持原设计载重等级要求的，应有计划地进行维修加同，建立和健全完整的桥梁技术档案。 4结束语 耐久性失效是导致桥梁混凝土结构在正常使用状态下失效的最主要原因。钢筋混凝土桥梁裂缝虽然是一种比较突出的质量通病，但只要从多方面加强管理和控制，严格遵守施工规程，裂缝是可以得到控制和预防的。同时，对已发生的裂缝，根据其不同特点采用相应的处理方法，可使裂缝对构建或结构的危害降到最小。加强对桥梁钢筋混凝土结构耐久性的研究，树立全寿命设计的理念，对于节约不可再生资源、保护环境和维持国民经济的可持续发展，都具有非常重要的意义。 参考文献 [1]姜喜涛.如何预防及控制混凝土桥梁裂缝[J].民营科技,2008,2. 一、单项选择题 1．按国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》(blt 50081--)，制作的混凝土立方体试件边长为( )。 a．150mm b．70.7mm c．100mm d．200mm 2．混凝土立方体试件抗压强度，以( )表示，单位为( )。 来源： a．ft n b．fcu n/mm2 c．fcu n/mm3 d．fst mpa 3．混凝土强度等级是根据( )标准值来确定的。 a．圆柱体抗压强度 b．立方体抗压强度 c．棱柱体抗压强度 d．劈裂抗拉强度来源： 4．混凝土抗拉强度只有抗压强度的( )。 a．1/10~1/15 b．1/10~1/20 c．1/15~1/20 d．1/20~1/25 5．在结构设计中抗拉强度是确定( )的重要指标。 a．混凝土强度 b．混凝土抗侵蚀性 c．混凝土耐久性 d．混凝土抗裂度 来源： 6．非荷载型混凝土变形是由( )因素引起的变形。 a．物理 b．化学 c．物理化学 d．不能确定 7．混凝土在长期荷载作用下的变形称为( )。 a．徐变 b．瞬变 c．压应变 d．拉应变 8．混凝土在所处环境及使用条件下经久耐用的性能称为( )。 a．混凝土的抗冻性 b．混凝土的抗侵蚀性 c．混凝土的耐久性 d．混凝土的抗渗性 来源： 9．混凝土抵抗水、油等液体在压力作用下渗透的性能称为( )。 a．混凝土的抗冻性 b．混凝土的抗侵蚀性 c．混凝土的耐久性 d．混凝土的抗渗性 10．抗渗性直接影响到混凝土的( )。 a．抗冻性 b．抗侵蚀性 c．耐久性 d．抗冻性和抗侵蚀性 11．混凝土的抗渗性用抗渗等级( )来表示，其抗渗等级分为( )个等级。 a．c 三 b．m 六 c．mu 四 d．p 五 12．混凝土强度等级采用符号( )表示，其强度划分为( )个等级。 a．c 十四 b．m 八 c．mu 十 d．p 十六 13．混凝土的( )是指混凝土在水饱和状态下能经受多次冻融循环作用而不破坏，同时也不严重降低强度的性能。 a．抗冻性 b．抗侵蚀性 c．和易性 d．耐久性 14．混凝土的抗冻性用抗冻等级( )来表示。 a．c b．m c．f d．p 15．抗冻等级( )以上的混凝土简称抗冻混凝土。 a．f40 b．fs0 c．f60 d．f70 16．当混凝土所处的环境中含有侵蚀性介质时，要求混凝土具有( )能力。 来源： a．抗渗 b．抗反应 c．抗氧化 d．抗侵蚀 17．混凝土的碳化作用是c02与水泥石中的( )作用，生成caco3和水。 a．ca(oh)2 b．naoh c．koh d．cao 18．混凝土内水泥中的( )含量较高时，它会与集料中的sio发生反应，并在集料表面生成一层复杂的碱一硅酸凝胶。这种凝胶吸水后，体积膨胀，从而导致混凝土胀裂，这种现象称为碱一集料反应。 a．ca(oh) b．碱性氧化物 c．酸性氧化物 d．不能确定 二、多项选择题 1．影响混凝土强度的因素有( )。 a．集料 b．养护温度和湿度 c．水泥中ca(oh)2含量 d．龄期 e．水泥强度与水灰比 2．下列选项有利于提高混凝土强度和促进强度发展的措施有( )。 a．采用高强度水泥 b．采用快硬早强型水泥 c．加强养护 d．采用机械搅拌和机械振动成型 e．不允许掺加外加剂 3．混凝土的变形主要分为( )。 a．非荷载型变形 b．荷载型变形 c．非自重变形 d．自重变形 e．永久变形 4．非荷载型混凝土变形包括( )。 a．塑性收缩 b．化学收缩 c．碳化收缩 d．干湿变形 e．徐变变形 5．荷载作用下混凝土的变形主要有( )。来源： a．干湿变形 b．在短期荷载作用下的变形 c．温度变形 d．长期荷载作用下的变形一徐变 e．碳化收缩 6．混凝土的耐久性是一个综合性概念，包含( )。 a．抗渗性 b．抗水化作用 c．抗碳化反应 d．抗冻性和抗侵蚀性 e．抗碱一集料 7．混凝土的抗渗性主要与( )有关。 a．密实度 b．内部孔隙的大小 c．水的用量 d．内部孔隙的构造 e．水泥用量 8．下列选项属于侵蚀性介质的有( )。 a．软水侵蚀 b．硫酸盐侵蚀 c．重水侵蚀 d．镁盐侵蚀与碳酸盐侵蚀 e．强酸与强碱侵蚀 9．水泥中的碱性氧化物一般是指( )。 a．ca(oh)2 b．naoh c．koh d．na2o e．k20 考点29自测题答案：来源： 一、单项选择题：1．a 2．b 3．b 4．b 5．d 6．c 7．a 8．c 9．d 10． d 11． d 12． a 13． a 14． c 15． b 16． d 17． a 18． b 一、教学设计指导思想： 根据新标的要求，以促进学生身体、心理和社会适应能力整体健康水平的提高为目标，通过耐久跑的学、练，让学生巩固提高耐久跑的运动技能，激发学生的运动兴趣，培养学生吃苦耐劳的意志品质、团结互助的集体主义精神及终身体育的意识。使学生在宽松和谐的气氛中体验成功，享受快乐；培养学生体育锻炼的意识和良好习惯,使学生健康成长，确保“健康第一”思想落到实处。 二、教学目标： ．认知目标：知道间歇变速跑是提高耐久跑能力的一种方法以及技术特点和耐久跑对身体的锻炼价值。 2技能目标：巩固提高耐久跑的技术要领，提高耐久跑的能力，在学练过程中学会思考、探究、合作和评价。 3情感目标：在游戏和比赛中培养学生的自信心和学练积极性，体验自我征服的成就感，培养学生吃苦耐劳的意志品质及终身体育的意识。 三、教材分析： 耐久跑是人体在氧气供用充足的情况下长时间跑步的能力。经常练习耐久跑能使心脏收缩力加强，提高心脏供血能力，促进心脏、肺、血液循环系统的发展，提高机体有氧代谢能力。因此，耐久跑是走向终身体育较好的运动项目。本节是在水平四阶段的基础之上让学生进一步巩固、提高耐久跑的相关技术要领，发展有氧耐力，促进身心发展；抓住耐久跑教材特点，培养学生坚强的意志、顽强的毅力和坚持到底勇于克服困难的精神。 四、学情分析： 我们都知道现在学生的耐力素质和心肺功能逐年下降，其重要原因就是学生体育锻炼时间减少，运动强度过小，尤其是耐久跑活动减少，此外在学生中怕苦怕累思想严重，平时堂中“谈跑色变”，由于耐久跑教学内容的单 一、枯燥，如果教师教学手段陈旧，再加上学生的自身素质、心理原因等，学生多数存在恐惧心理，对耐久跑存在应付、逃避等现象，因而学生的学习兴趣不高。本人把耐久跑教材的教学，设计成间歇性游戏并伴有不同节奏的音乐，引起学生的好奇心，激发学生的学习锻炼的兴趣，让学生在不知不觉中体味耐久跑的技术要领，提高耐久跑的能力，从而使学生在学练中排除心理障碍，感受到耐久跑的乐趣，使他们学会一种运动技能为终身体育打下基础。本堂的教学对象是高一年级（2）班学生，他们正处于青春生长发育期，思想活跃、接受能力强，乐于接受新鲜事物，集体荣誉感较强，激发学生的学习兴趣，培养团队合作精神，增强集体荣誉感。由于是男女生合班上，因而在学练过程中要区别对待，合理安排运动负荷。 五、教法与学法： 教学方法采用讲解、示范、提示、分组练习、合作自评互评、自我监督等方法引导学生进行练习，在调动学生积极性的同时体现体育的趣味性。为完成较好、没有组员掉队的小组分设一、二、三等奖。 为了消除学生对耐久跑的畏惧心理，前告知学生本节是一节游戏，把技术要领和注意事项渗透到游戏则里面，把常规的在跑道上的持续跑转化为足球场上的间歇变速跑。跑的过程中伴以激进和中等节奏的音乐来消除学生的畏难、疲劳并增加学生参与的兴趣和积极性。 六、重点与难点： 重点：掌握耐久跑的技术。 难点：在跑的过程中如何合理分配体力。克服“极点”现象。 七、学练组织： 实战组织：依据我校场地实际情况，将小足球场的两条边线做为往返 的终起点，以学习小组为比赛小组，男生40米，女生30米并伴以德国《第一装甲师军歌》和《快乐歌》、《我相信》的伴奏，在28分钟内完成2个往返间歇跑。 2实战步骤：28分钟演练分为不同的三个音乐背景部分，根据不同音乐节奏 调整步频、步幅。 第一部分（10分钟）：12秒钟的音乐内匀速跑完成40（女生30）米，音乐停时到达终点，休息2秒钟后下一个12秒音乐响起时，以终点为起点重新开始下一个40（30）米。 第二部分（10分钟）：同第一部分。 第三部分（8分钟）：在10秒钟的音乐中匀速跑完40（女生30）米，音乐停时到达终点，休息3秒钟后下一个10秒音乐响起时，以终点为起点重新开始下一个40（30）米。该部分用节奏稍快的音乐，来引导学生的跑步节奏。 八、场地器材 小足球场一块，气球60，音响一台 九、练习密度预计：32----38% 平均心率：13---14次/分钟。 完成运动量：男生XX米，女生100米 十、教学过程： 教学流程图 耐久跑教学设计 整队、师生问好 耐久跑教学设计 堂常规 宣布的内容、强调安全纪律 耐久跑教学设计 一、开始部分（12） 安排见习生 准备部分——气球热身操、集体协作性游戏 耐久跑教学设计 导入——语言启发诱导 耐久跑教学设计耐久跑教学设计 摆臂练习 的 二、基本部分（28） 耐久跑的技术 腿的蹬摆技术 三者在运动中的协调结合呼吸方法 安 实战演练--学生跟随音乐往返、间歇跑、完成预定任务 排 耐久跑教学设计 伴随音乐放松，相互交流感受 三、结束部分（） 教师点评学练情况，为优秀小组颁奖。 收回器材，师生再见 十一、教学反思： 本节耐久跑教学过程充分体现了“以发展学生为本”的教学思想，运用情境教学模式，活跃了堂气氛，使学生以情入境，以境乐练，真正体验了运动的乐趣、自我征服的成就感，又激活了学生参与体育活动的激情，同时又达到了耐久跑教学的效果。在体育教学中，不能只注重知识技能的传授，要采用多种教学方法、手段，游戏形式，来激发学生的学习兴趣，创造愉快、和谐、轻松的教学气氛，让学生学有兴趣，学有所乐，学有所获，培养学生自主、合作学习的意识，使学生的身心都得到健康发展。 在教学过程中存在的一些不足：就是评价学生的要求不够具体。 摘要：混凝土的用途是十分广泛的，混凝土耐久性直接影响着建筑物的使用寿命和建筑物使用的安全性。随着建筑市场的日益成熟，混凝土的强度也在不断提高，但是，目前我国的工程建设在混凝土的耐久性方面还存在许多的问题。本文就是根据我国混凝土耐久性中存在的问题而进行的研究。 关键词：混凝土；耐久性；技术研究 一、混凝土耐久性问题的分析 1、受到冻融的影响对于某些环境比较特殊的地区，混凝土的冻融破坏结构处于冰点以下环境时，过冷的水发生迁移，部分混凝土内孔隙中的水将结冰，形成各种压力，导致混凝土的破坏。同时，在混凝土出现冻胀、变形后，即便是已经解冻其残余膨胀还会使其变形继续存在，这样就对混凝土的耐久性造成不利影响。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落。 2、混凝土的碱-集料反应 它是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应，因反应的因素在混凝土内部，是混凝土工程中的一大隐患。一些立交桥，铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏，不得不拆除并造成巨大损失。混凝土碱-集料反应通常有三种类型：慢膨胀型碱-硅酸盐反应，碱-碳酸盐反应，碱-硅酸反应，避免碱-集料反应的方法可采用：①掺用混合材；②限制混凝土的碱含量；③尽量避免采用活性集料。 3、化学物质的侵蚀和破坏常见的化学侵蚀可分为一般酸性水腐蚀，硫酸盐腐蚀，碳酸腐蚀，淡水腐蚀，镁盐腐蚀五类。具体包括以下几个方面：第一、碱性物质的侵蚀和破坏。碱的浓溶液会对水泥中的水化物进行侵蚀，包括结晶侵蚀及化学侵蚀，这些多会对混凝土的内部结构造成影响。第二、酸性物质的破坏。酸性物质会对水泥中的化合物进行侵蚀，导致氢氧化钙与其他的物质发生化学反应，导致混凝土的强度降低而发生崩解。第三、硫酸盐的侵蚀及破坏。当水泥中的氢氧化钙同硫酸盐发生化学反应时，产生的新物质会使混凝土发生膨胀，导致胀裂。 4、钢筋的锈蚀钢筋的锈蚀 其一，氯离子对钢筋表面钝化膜有特殊的破坏作用，若混凝土开裂，造成水和氧的通道，就会促成混凝土裂缝进一步开展，最终使构件失去承载力。其二，表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应，造成混凝土顺筋裂缝，从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道，加快结构的损坏。如混凝土的碳化或中性化。 二、耐久混凝土原材料选用 1、水泥 采用品质稳定、强度等级不低于PO.42.5级的低碱硅酸盐水泥或低碱普通硅酸盐水泥。品质应符合GB175-1999规定：水泥熟料中C3A的含量不宜超过8%，碱含量不应超过0.60%，水泥的比表面积不宜超过350m2/kg，游离氧化钙含量不应超过1.5%，C4AF含量小于7%、C3S、C2S含量宜在40%～45%之间的水泥。 2、细骨料 细骨料应选择级配合理、质地均匀坚固的天然中粗砂，细度模数2.6～3.0。砂的含泥量应不大于1.5%，泥块含量应不大于0.1%，严格控制云母和泥土的含量，选用无碱活性细骨料。 3、粗骨料 选用质地坚硬、级配良好的石灰岩、辉绿岩等碎石，压碎指标不大于10%，含泥量小于0.5%，颗粒尽量接近等径状。粗骨料粒10～20mm颗粒质量占（60±5）%，5～10mm颗粒质量占（40±5）%。选用无碱活性粗骨料。 4、專用复合外加剂 采用具有高效减水、能细化混凝土孔结构、能明显改善或提高混凝土耐久性能的专用复合外加剂，专用复合外加剂必须满足专用复合外加剂的规定。 5、矿物掺合料 适当掺用优质Ⅰ级粉煤灰、微硅粉等矿物掺合料，Ⅰ级粉煤灰和磨细矿渣粉分别应符合GB1596和GB/T18046的规定，矿物掺合料掺量不超过水泥用量的30%。 三、混凝土耐久性措施分析 1、采用合理的施工方法 大体积混凝土不宜采用泵送。因为可泵性限制了骨料最大粒径，是十分不利的。大体积混凝土应采用吊罐吊运，以使用大的骨料和较小的流动度。 2、尽量降低水泥用量 水泥水化产生的水化热是大体积混凝土发生温度变化而导致体积变化的主要根源。因此，应千方百计地降低水泥用量。这就要求：第一、充分利用混凝土后期增长的强度及其他性能，采用较长的设计龄期。第二、在满足结构安全的前提下，尽量降低设计要求强度，以减小水泥用量。第三、精心设计、调整混凝土的骨料粒径和级配。第四、掺加粉煤灰。掺加粉煤灰减小水泥用量可有效降低水化热。粉煤灰的水化热远小于水泥，7天约为水泥的1/3，28天约为水泥的1/2。大体积混凝土的强度通常要求较低，允许掺加较多的粉煤灰。另外，优质粉煤灰的需水性小，可降低混凝土的单位用水量和水泥用量，有利于防裂。 3、使用水化热低的水泥 混合材掺量多的水泥水化热较低，铝酸三钙（C3A）和硅酸三钙（C3S）含量高的，水化热较高。大体积混凝土一般不宜使用水化热高的硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥，更不宜使用早强型水泥。 4、采用线膨胀系数小的骨料 混凝土由水泥浆和骨料组成，其线膨胀系数为水泥浆和骨料线膨胀系数的加权平均值。水泥浆的线膨胀系数为（11～16）×10-6/℃；骨料的线膨胀系数因母岩种类而异，不同岩石的线膨胀系数如表1。 表1不同岩石的线膨胀系数 岩石种类石英花岗石白云岩石灰岩大理石玄武岩砂岩 线膨胀系数10-6/℃10.2～13.45.5～5.86～103.64～64.415～7.510～12 表1表明，不同岩石的线膨胀系数差异很大。大体积混凝土中的骨料体积占75%以上，采用线膨胀系数小的骨料对降低混凝土的线膨胀系数，从而减小温度变形的作用是十分显著的。 5、冷却混凝土 冷却混凝土分预冷和后冷。预冷主要的方法是加冰拌和和冷却骨料。后冷是在浇筑后进行。浇筑块不太厚的，亦可采用表面流水冷却，也有较好效果；通低温水冷却，冷却的效率高，冷量损失小。 四、高性能耐久混凝土技术 1、清水耐久混凝土技术 为保证砼面达到清水混凝土 要求，混凝土构件达到上不找平，下不粉顶。混凝土施工中采用清水砼模板，模板竖向构件（剪力墙、柱子）采用中型65系列组合钢模板，水平构件（梁、楼板、屋面板）采用采用胶合板，在所有板接缝处均用双面胶贴缝。 混凝土配制：优化配合比，混凝土使用同一种原料和相同的配合比，使砼具有良好的流动性、和易性，保水性，不离析、不泌水。 混凝土施工：砼浇筑时，砼下料口与浇筑面之间的距离不能过大，否则砼易离析，振捣时间以砼表面出浆为宜，同时避免漏振和过振。 混凝土养护：混凝土的养护应确保砼表面不受污染，充分合理的养护是保证砼表面和内在质量的关键。 以上措施确保了砼表面无裂缝，无气泡、无色差、无蜂窝麻面。砼表面平整。光滑、轴线、体型尺寸准确，梁柱接头通顺，无明显搓痕。 2、免振耐久混凝土施工技术 由于本工程层高高、跨度大，钢筋布置密集（主筋与主筋的间距10cm），为确保砼浇筑时不出现离析，保证混凝土的质量，本工程钢柱内混凝土及层高大于等于7米的框架柱全部采用高抛免振自密实砼浇筑。 混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下, 在设计要求的目标使用期内, 不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。 2 混凝土结构耐久性问题的浅析 2.1 混凝土的碳化 空气、土壤、地下水等环境的CO2侵入混凝土中, 与水泥石中的碱性物质发生反应, 使得混凝土中的p H值下降的过程称为混凝土的碳化。碳化的危害是使混凝土钝化膜破坏, 当碳化深度到达钢筋表面时, 失去对钢筋的保护作用, 引起钢筋的锈蚀, 从而影响混凝土的耐久性。 2.2 钢筋的锈蚀 由于碳化作用使孔溶液中的PH值降低或足够浓度的氯离子扩散到钢筋表面, 导致钝化膜被破坏。钢筋的锈蚀就有了发生的前提条件。 钢筋的锈蚀, 其一表现为钢筋在外部介质作用下发生电化反应, 逐步生成氢氧化铁等即铁锈, 其体积比原金属增大2~4倍, 造成混凝土顺筋裂缝, 从而成为腐蚀介质渗入钢筋的通道, 加快结构的损坏。氢氧化铁在强碱溶液中会形成稳定的保护层, 阻止钢筋的锈蚀, 但碱环境被破坏或减弱, 则会造成钢筋的锈蚀, 如混凝土的碳化或中性化。 2.3 混凝土的碱———集料反应 混凝土的碱———集料反应, 是指混凝土中的碱与集料中活性组分发生的化学反应, 引起混凝土的膨胀、开裂、甚至破坏。因反应的因素在混凝土内部, 其危害作用往往是不能根冶的, 是混凝土工程中的一大隐患。许多国家因碱-集料反应不得不拆除大坝、桥梁、海堤和学校, 造成巨大损失, 国内工程中也有碱-集料反应损害的类似报道, 一些立交桥、铁道轨枕等发生不同程度的膨胀破坏。 2.4 混凝土的冻融破坏 当结构处于冰点以下环境时, 部分混凝土内孔隙中的水将结冰, 产生体积膨胀, 过冷的水发生迁移, 形成各种压力, 当压力达到一定程度时, 导致混凝土的破坏。混凝土发生冻融破坏的最显著的特征是表面剥落, 严重时可以露出石子。 混凝土的抗冻性能与混凝土内部的孔结构和气泡含量多少密切相关。孔越少越小, 破坏作用越小, 封闭气泡越多, 抗冻性越好。 影响混凝土抗冻性的因素, 除孔结构和含气量外, 还包括:混凝土的饱和度, 水灰比, 混凝土的龄期, 集料的孔隙率及其间的含水率等。 2.5 化学侵蚀 研究表明, 当水泥石中的氧化钙溶出5%时, 强度下降7%, 当溶出24%时, 强度下降29%, 因此, 淡水冲刷会对水工建筑有一定影响;而当水中溶有一些酸类时, 水泥石就受到溶淅和化学溶解双重作用, 腐蚀明显加速, 这类侵蚀常发生在化工厂;碳酸对混凝土的影响主要为:在溶淅水泥石的同时, 破坏混凝土内的碱环境, 降低水泥水化产物的稳定性, 影响水泥石的致密度, 造成对混凝土的侵蚀;硫酸盐的腐蚀则表现为SO42-离子深入混凝土内与水泥组分反应, 生成物体积膨胀开裂造成损坏;海水中由于存在多种离子, 侵蚀形式较为复杂, 但主要是由于镁盐使硬化水泥石的结构组分分解, 同时硫酸盐作用会造成对水泥石的损坏, 而氧化镁沉淀会堵塞混凝土孔隙, 会使海水侵蚀有所缓和。 2.6 混凝土的磨损 混凝土的磨损有以下三种情况:1) 机械磨损———如路面、机场跑道、厂房地坪受到反复摩擦、冲击造成。2) 冲磨———如桥墩、水工泄水结构物受高速水流中夹带的泥沙、砾石颗粒的冲刷、撞击和摩擦造成。3) 空蚀———如水工泄水结构受水流速度和方向的改变形成的空穴冲击作用造成。影响混凝土耐磨性的因素有混凝土强度、粗骨料、细骨料、水泥及掺合料、养护方法与质量等。 3 提高混凝土耐久性的措施 从上述分析可知, 混凝土的外部环境、内部孔结构、原料、密实度和抗渗性是混凝土耐久性能的重要因素。因此, 工程中应根据具体情况, 有针对性地采取相应措施, 提高混凝土的耐久性。 3.1 原材料的选择 1) 水泥。水泥类材料的强度和工程性能, 是通过水泥砂浆的凝结、硬化形成的, 水泥石一旦受损, 混凝土的耐久性就被破坏, 因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能, 选择碱含量小、水化热低、干缩性小、耐热性、抗水性、抗腐蚀性、抗冻性能好的水泥, 并结合具体情况进行选择。水泥强度并非是决定混凝土强度和性能的唯一标准, 如用较低标号水泥同样可以配制高标号混凝土。 2) 集料与掺合料。应尽可能采用非碱活性骨料;当使用碱性骨料时, 混凝土中的最大碱含量应控制为3.0kg/m3。同时选择合理的级配, 改善混凝土拌合物的和易性, 提高混凝土密实度;大量研究表明了掺粉煤灰、矿渣、硅粉等混合材能有效改善混凝土的性能, 改善混凝土内孔结构, 填充内部空隙, 提高密实度, 高掺量混凝土还能抑制碱集料反应, 因而掺混合材混凝土, 是提高混凝土耐久性的有效措施。 3) 混凝土配比的设计。配合比设计在满足混凝土强度、工作性的同时应考虑尽量减少水泥用量和用水量, 降低水化热, 减少收缩裂缝, 提高密实度, 采用合理的减水剂和引气剂, 改善混凝土内部结构, 掺入足量的混合料, 提高混凝土耐久性能。 4) 加强早期养护或掺入防冻剂防止混凝土早期受冻。 3.2 混凝土的设计应考虑耐久的要求 1) 结构构件应按其使用环境设计相应的混凝土保护层厚度, 预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。2) 结构的节点构造设计也应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力。3) 结构设计尚应控制混凝土的裂缝的开裂宽度。4) 必要时还可采用防水或憎水涂层或施加装饰层。 3.3 混凝土工程施工应考虑结构耐久性 1) 混凝土的拌制尽量采用二次搅拌法、裹砂法、裹砂石法等工艺, 提高混凝土拌合料的和易性、保水性, 提高混凝土强度, 减少用水量。2) 大体积混凝土的浇筑振捣应控制混凝土的温度裂缝、收缩裂缝、施工裂缝, 建立混凝土的浇筑振捣制度, 提高混凝土密实度和抗渗性, 重视混凝土振捣后的表面工序, 并加强养护, 以减少混凝土裂缝。3) 混凝土的施工过程对控制构件外观裂缝、施工裂缝至关重要, 应加强施工质量管理, 特殊季节施工的混凝土结构, 尚应采取特殊措施。 3.4 结构的日常维护 结构在使用阶段, 应注意检测、维护和修理, 对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此, 建立检测和评估体系, 及时发现, 及时修理, 确保混凝土结构的正常使用。 摘要：混凝土结构耐久性是指混凝土结构在自然环境、使用环境及材料内部因素的作用下, 在设计要求的目标使用期内, 不需要花费大量资金加固处理而保持其安全、使用功能和外观要求的能力。 关键词：混凝土,耐久性,碱-集料反应,腐蚀 参考文献 [1]工业建筑防腐蚀设计规范 (GB50046-2008) [M].北京:中国计划出版社, 2008. [2]牛荻涛.混凝土结构的耐久性与寿命预测[M].北京:科学出版社, 2003.耐久性 篇9
《耐久跑》教案设计 篇10
提高混凝土耐久性技术研究 篇11
混凝土结构耐久性浅析 篇12
